Fouling analysis and its mitigation in heat exchangers

(2002) Fouling analysis and its mitigation in heat exchangers. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.


Download (7MB) | Preview

Arabic Abstract

تمت دراسة زيادة الترسبات في المبادلات الحرارية باستخدام التحليل الحراري ، القانون الثاني الديناميكي الحراري والتحليل الإحصائي . وأيضاً لقد تمت دراسة كفاءة تقنيتين جديدتين لإزالة الترسبات في المبادلات الحرارية . وهذه التقنيتين هما المبادلة الحرارية ذات الدعائم الانسيابية والمبادلة الحرارية ذات التنظيف الذاتي . ولقد أظهرت النتائج فعالية هاتين التقنيتين في إزالة الترسبات من المبادلات الحرارية في جهة الأنبوب وفي جهة الغلاف للمبادلة الحرارية . بالنسبة للتحليل الحراري ، تمت المقارنة بين طريقة بل ديلوير وطريقة سيل التدفق وقد أظهرت النتائج أن طريقة بل ديلوير تعطي نتائج أدق . وقد أظهرت النتائج باستخدام القانون الثاني للديناميكا الحرارية ان الانعكاسية تزداد بزيادة الترسبات للمبادلة التي لا يتغير فيها الحالة الحرارية والهيدروليكية للسوائل الداخلة . باستخدام نتائج هذا البحث ، يستطيع المهندسون في المعامل المتابعة السهلة للترسبات في المبادلات الحرارية . وأيضا تم الحصول على الترسبات باستخدام التحليل الإحصائي وتمت مقارنة النتائج مع نتائج الترسبات من التحليل الحراري . وقد أظهرت النتائج أنه لا فرق بدقة النتائج بين الطريقتين . ولذلك يعتبر التحليل الإحصائي طريقة سهلة ودقيقة لمتابعة الترسبات . وقد تم عرض النتائج في جداول ورسوم توضيحية كما تم مناقشتها بالتفصيل .

English Abstract

The fouling growth has been studied using thermal, second law and statistical analyses for two heat exchangers in oil industry. Moreover, the effectiveness of two new fouling mitigation technologies, namely helically baffled heat exchanger and self-cleaning heat exchanger, are evaluated. The results indicate that the helically baffled heat exchanger is very effective in reducing the shell side fouling and the self-cleaning heat exchanger is very effective in eliminating the tube side fouling. For the thermal analysis, comparison between the Bell Delaware and Flow Stream Analysis methods indicate that the Bell Delaware method gives a relatively more accurate fouling growth results. The evaluations based on second law of thermodynamics show that the irreversibility is increasing with the increase of fouling growth for the exchanger with the same thermal and hydraulic inlet conditions. This finding could be used by plants' engineers for eacy fouling monitoring. The fouling growths from the statistical models were obtained and compared with the fouling growth obtained from the thermal analysis. The comparison indicates that there is no much difference in the fouling growth obtained from the two methods. Therefore, the statistical method represents an easy and accurae approach. The results of the study are presented in tabular and graphical forms and discussed in details.

Item Type: Thesis (PhD)
Subjects: Mechanical
Department: College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor: Said, S. A. M.
Committee Members: Duffuaa, Salih O. and Zubair, Syed M. and Sheikh, Anwar K. and Habib, Mohammed A.
Depositing User: Mr. Admin Admin
Date Deposited: 22 Jun 2008 13:48
Last Modified: 01 Nov 2019 13:51